2011年全国第二十一届天原杯高中化学复赛竞赛试题

20112011 年全国第二十一届天原杯化学复赛竞赛试题年全国第二十一届天原杯化学复赛竞赛试题 一 选择题 每小题一 选择题 每小题 2 2 分 共分 共 1515 小题 每小题有小题 每小题有 1 1 个或个或 2 2 个选项符合题意 错选不给分 个选项符合题意 错选不给分 漏选漏选 1 1 个答案给个答案给 1 1 分 分 1 联合国决定 2011 年为 国际化学年 以纪念化学所取得的成就以及对人类文明的 贡献为宗旨 下列提法不符合其宗旨的是 A 化学是一门创造新物质的科学 是自然科学中创造新物质最多的科学领域 B 普及化学只是 宣传化学贡献 提高公众科学素质 C 让公众更多地了解化学为满足社会需求所作出的贡献 鼓励人们尤其是青少年学习 化学的兴趣 激发他们创造未来化学的热情 D 推广使用不含任何化学物质的绿色食品 2 关于天然气的下列叙述中不正确的是 A 天然气和沼气的主要成分都是甲烷 B 液化石油气灶具改为天然气做燃料 燃烧时应减少进空气量或增大进天然气量 C 天然气与空气混合点燃 不会发生爆炸 D 与煤炭相比 天然气燃烧产生的废气中 SO2等污染物较少 3 三甲基一氯硅 CH3 3SiCl 是一种生产有机硅化合物的原料 遇明火或氧化剂会引起 爆炸 在空气中燃烧生辰一氧化碳 二氧化碳 二氧化硅和氯化氢 与水解除可产生 雾状盐酸 则下列说法错误的是 A 保存三甲基一氯硅时应密封防水 B 扑灭三甲基一氯硅引发的着火 应使用二氧化碳 干粉 并用弱碱性水处理 C 三甲基一氯硅水溶液 PH 一定小于 7 D 三甲基一氯硅由碳 氢 硅 氯四个原子构成 4 根据 绿色化学 的思想 某化学家设计了下列化学反应步骤 CaF2 H2O CaO 2HBr 2HBr Hg HgBr2 H2 HgBr2 CaO HgO CaBr2 2HgO 2Hg O2 该方案的主要目的是为了制备 A HBr B CaO C H2 D Hg 5 新型纳米材料 MFe2Ox 3 x 4 中 M 表示 2 价的金属元素 在反应中化合价不发生变 化 常温下 MFe2Ox 能使工业废气中的 SO2转化为 S 转化流程如下图所示 则下列判断正确的是 A MFe2Ox 是还原剂 B SO2是该反应的催化剂 C x y D SO2发生了分解反应 6 核电核数小于 18 的某元素 X 其原子的电子层数为 n 最外层电子数为 2n 1 原子核 内质子数为 2n2 1 下列有关 X 的说法错误的是 A X 能形成化学式 X OH 3的物质 B X 可能形成化学式为 KXO3的物质 C X 原子的最外层电子数一定比核电荷数少 10 D X 可能形成化学式为 KX 的物质 7 科学家对石墨进行处理使得石墨片的厚度逐渐减少 最终获得目前已知的最薄的材料 石墨烯 如右图 石墨烯作为电导体 它和铜有着一样出色的导电性 作为热导体 它比目前任何其他材料的导热效果都好 下列关于石墨烯的说法正确的是 A 石墨烯是一新型的纳米化合物 B 石墨烯与 C60互为同素异形体 C 石墨烯与有机物烯烃一样 是一种有机化合物 D 石墨制取石墨烯的过程是化合反应 8 已知下列物质的名称分别是 名称硫代硫酸钠多硫化钙过氧化钡超氧化钾 化学式 Na2S2O3CaSxBaO2KO2 试综合上述命名规律 分析思考回答 K2CS3应命名为 A 三硫化碳酸钾 B 多硫酸碳酸钾 C 过硫碳酸钾 D 超硫碳酸钾 9 工业品盐酸中因含有 Fe3 而带黄色 若某工业品盐酸中的 H 和 Cl 的个数比为 91 94 则 该盐酸中 Fe3 和 Cl 的个数比为 A 1 1 B 1 3 C 91 94 D 1 94 10 如图所示的甲 乙两个装置中 胶头滴管中吸入某种液体 平底烧瓶中充入 或放入 另一种物质 挤压胶头滴管加入液体 一段时间后两装置中的气球都明显胀大 忽略液 体体积对气球体积的影响 则滴管和烧瓶中所用试剂可能是 11 右图所示装置有洗气 储气等右图 在医院给病人输氧气时 也利用了类似的装置 并在装置中盛放大约半瓶蒸馏水 以下说法不正确的是 A 导管 B 连接供给氧气的钢瓶 B 导管 B 连接病人吸氧气的塑胶管 C 该装置可用来观察输出氧气的速度 D 该装置可用来调节输出氧气的速度 12 由 C H 两种元素组成的化合物叫烃 碳原子数在 4 及以下的烃在常温常压下通常为 气体 常温常压时 烃 C2H4 和另一种烃组成的混合气体中碳元素的质量分数为 87 则混入的烃可能是 A CH4 B C2H2 C C2H6 D C8H8 13 喜树中含有一种被称为喜树碱的生物碱 这种碱的式量在 300 400 之间 实验分析得 知其元素组成为 C 占 69 0 O 占 18 4 且 O 含量为 H 的 4 倍 其余为 N 则一个 喜树碱分子中含有的原子总数为 A 42 B 43 C 44 D 45 14 已知 t 时 盐 M 不含结晶水 式量为 126 的溶解度为 S 克 在一定量的 M 水溶 液中加入 a g 盐 M 后 恰好为 t 时的饱和溶液 若用 M 7H2O 代替 M 欲使原溶液 在 t 时恰好饱和 则需要加入 M 7H2O 的质量 克 为 15 下列从原料及有关试剂分别制取的最终产物的设计中 理论上正确 操作上可行 经济上合理的是 二 填空题 本题包括二 填空题 本题包括 1010 个小题 共个小题 共 4040 分 分 16 6 分 水是生命之源 与生活生产关系密切 保护水环境 珍爱水环境 是每个公 民应尽的责任和义务 1 为了防止水的污染 下列做法有利于保护水资源的是 填编号 抑制水中所有动 植物的生长 不任意排放工业废水 大量使用化肥农药 生 活污水经过净化处理后再排放 天然水中含有许多杂志 自来水生产过程中 常用过滤的方法除去水中悬浮的杂质 同时还必须进行消毒 ClO2是一中新型的自来水消毒剂 工业上用 Cl2与 NaClO2 请 配平下列化学方程式为 Cl2 NaClO2 2NaCl ClO2 2 在化学实验和科学研究中 水也是一种常用的试剂 水分子在特定条件下容易得 到一个 H 形成水和氢离子 H3O 下列对上述过程的描述不合理的是 填 序号 A 氧元素发生了改变 B 微粒的组成发生了改变 C 微粒的化学性质发生了改变 D 与水分子相比 水和离子的电子数发生了改 变 研究人员最近发现 在一定的实验条件下 给水施加一个弱电场 在常温 常压 下改变冰 称为 热冰 热冰 有许多实用价值 如开发新药 用于纳米打印机 等 还可能用来 填序号 A 代替干冰 B 防止冰川熔化 C 在室温下制作冰雕 D 建设温溜冰场 3 医药上可用石膏来固定骨折部位 石膏分为熟石膏 CaSO4 1 2H2O 和生石膏 CaSO4 2H2O 一种坚硬的固体 两种 固定骨折的石膏是 填化学式 定型时发生的反应的化学方程式是 17 3 分 CO 与 PdCl2反应产生黑色金属钯粉末 反应中有水参加 用此来检测 CO 对环境的污染情况 此反应的化学方程式为 反应中 CO 具有性 18 4 分 某金属 A 的氯化物溶液 200g 溶质质量分数为 55 55 向其中加入 AgNO3 溶液至不再产生沉淀为止 过滤干燥得沉淀的质量为 28 7g 该金属的相对原子质量 为 可确定 A 为 元素 其氯化物的化学式为 19 5 分 氧化铜 黑色 氧化亚铜 红色 都可用做玻璃或瓷器着色剂 在高温 下 4CuO 2Cu2O O2 用木炭还原 CuO 除了发生 2CuO C 2Cu CO2 的反应 外 还可发生碳与 CuO 的化学发应 用化学方程式表示 Cu2O 在酸性溶液中不稳定 可发生自身氧化还原反应生成 Cu2 和 Cu 简述如何用最 简便的实验方法来检验 CuO 经木炭还原所得到的红色物质中是否含有 Cu2O 20 5 分 根据下表中溶解度 20 溶质 CaSO4 2H2OCaCO3BaSO4 溶解度 g 100H2O 0 2010 00650 00017 为了确认 CaCO3溶解度小于 CaSO4 2H2O 做了以下实验 CaSO4 2H2O 固 和 Na2CO3溶液混合 减半 过滤并用蒸馏水洗涤沉淀 取少量滤 液用 HCl 溶液算话后再加 BaCl2得 BaSO4沉淀 得到 BaSO4的可能性 取少量经水洗涤 过滤 沉淀 用酸化 逸出的气体能使澄清 Ca OH 2变浑浊 由 此可见发生了 21 3 分 已知 KNO3 Cu NO3 2 AgNO3三种硝酸盐热分解化学方程式如下 2KNO3 2KNO2 O2 2Cu NO3 2 2CuO 4NO2 O2 2AgNO3 2Ag 2NO2 O2 又知与在 水中反应的化学方程式如下 4NO2 O2 2H2O 4HNO3 某固体可能由上述三种硝酸盐中的一种或几种组成 取式量该固体充分加热 得到 一定量的气体 将这些气体通入水中 结果全部被吸收 没有剩余 试回答 1 若该固体是纯净物 指出是哪种盐 2 该固体不可能是混合物 为什么 22 6 分 钨是熔点最高的金属 是重要的战略物资 广泛用于钢铁工业 电真空照明材 料等方面 钨在自然界主要以钨 6 价 酸盐的形式存在 有开采价值的钨矿石是白 钨矿和黑钨矿 黑钨矿的主要成分是铁和锰的钨酸盐 化学式常写成 FeWO4 MnWO4 黑 钨矿传统冶炼工艺的第一阶段是碱熔法 如下图 已知钨酸是一种难溶性强酸 对热不 稳定 其中 A B C 都是钨的化合物 1 写出 A 的化学式 A 写出生成 B 的化学方程式 要得到高纯度的钨 应该用 H2做还原剂 写出 H2还原三氧化钨的方程式 2 目前 冶炼拉制钨丝的金属钨 都用组成为非整比的钨氧化物为原料 这种氧化钨中 存在五价和六价两种价态的钨 试确定组成为 WO2 9的氧化钨中这两种价态的钨原子数 之比等于 23 4 分 潜水员下潜 10m 所受压强约为 2 105Pa p大气压 pa水柱压 下潜 20m 约为 3 105Pa 已知某温度时候 He N2 O2在 1mL 水中溶解体积依次为 0 008 mL 0 013 mL 0 025 mL 又知 压强不是很大时 气体溶解于水的体积几乎为定值 如 N2的压强分别为 1 105Pa 2 105Pa 3 105Pa 时 在 1mL 水中溶解体积均为 0 013mL 1 为什么供潜水员呼吸的是 He 和 O2的混合气体 设气体在血液中溶解体积和水 中的相近 2 为什么潜水员上浮速度不能快 24 4 分 分别用 20 饱和 NaOH 溶液 饱和 KOH 溶液和等质量 等质量分数的 FeCl3 溶液反应得 Fe OH 3沉淀 Fe3 3OH Fe OH 3 实验中发现 Fe OH 3完全沉淀时 所需饱和 NaOH 溶液的质量少于饱和 KOH 溶液 为什么 20 时 NaOH KOH 溶解度分别为 109 克 112 克 三 实验题 本题包括三 实验题 本题包括 4 4 个小题 共个小题 共 2020 分 分 25 5 分 某同学将一小包铜粉和锌粉的混合物放入一定量的硝酸银溶液中 使其充分 反应后过滤 得到固体和蓝色滤液 并对滤液的组成进行探究 1 锌和硝酸银溶液反应的化学方程式是 2 同学们对滤液中所含的溶质做出多种猜想 其中有两种猜想可能成立 这两种猜 想是 溶质为 溶质为 3 请你设计两种实验方案来验证以上猜想 方案实验操作实验现象结论 方案一 猜想 成立 方案二 猜想 成立 26 6 分 亚硝酸钠是实验室常用的试剂 实验室一般用亚硝酸钠溶液与氯化铵溶液反 应来制取 N2 N2的化学性质十分稳定 但在一定条件下能与 H2部分化合生成 NH3 下 图为只缺少量 NH3的装置 制取 H2 的装置已略去 C 装置的硬质试管中发生反应的化学方程式为 反应时 N2和 H2的最佳体积比是 如果按此比例进行反应 反应时 D 中导管口是否会逸出气泡 已知 NH3极易溶于水 说明理由 B 中浓硫酸的作用是 用实验方法证明确实有 NH3生成 27 9 分 某学习小组用如下图所示装置测定锌铜合金中锌 铜的质量分数 1 实验前 先将锌铜合金在稀酸中浸泡片刻 其目的是 2 实验操作步骤有 记录 C 的液面位置 将 B 中剩余固体过滤 洗涤 干燥 称重 待 B 中不再有气体产生并恢复至室温后 记录 C 的液面位置 由 A 向 B 滴加足 量试剂 检查气密性 上述进行的操作的顺序是 填序号 记录 C 的 液面位置时 除视线平视外 还应该 3 B 中发生反应的化学方程式为 4 若实验用锌铜合金的质量为 a g 与酸充分反应后 测得氢气体积为 VL 为求出 合金中锌 铜的质量分数 还缺少的一个数据是 A 反应前加入稀酸的体积 B 反应前加入稀酸的质量分数 C 实验前反应装置中空气的体积 D 实验条件下氢气的密度 5 若实验用锌铜合金的质量为 a g 与酸充分反应后 B 中剩余固体的质量为 b g 则锌的质量分数为 6 实验过程中 若未洗涤过滤所得的不溶物 则测得锌的质量分数将 填 偏大 偏小 或 不受影响 四 计算题 本题包括四 计算题 本题包括 2 2 个小题 共个小题 共 1010 分 分 28 4 分 金属但只 A 和非金属单质 B 可生成化合物 A2B 加热条件下反应的化学方 程式为 2A B A2B 某校一课外小组的甲乙丙三位同学分别在实验室内做该实验 充分反应时 所用 A 和 B 的质量 a 和 b 各不相同 但总质量相等 都是 8 0g 有关的实验数据记录如下 试求丙学生实验中 a b 的值可能是多少 A 的用量B 的用量A2B 的用量 甲 7 0 g1 0 g5 0 g 乙 4 0 g4 0 g5 0 g 丙 a gb g3 0 g 29 6 分 自然界存在着一种白云石的矿石 其化学式是 xCaCO3 yMgCO3 其中 x y 为最小正整数比 以它为原料 可制作耐火材料等 1 称取 2 76 g 白云石 加热到质量不再变化 冷却到室温 再称量固体质量为 1 44g 试通过计算写出白云石的化学式 2 若称取 2 76g 白云石 研碎后与过量炭粉混合 放在特定仪器中隔绝空气强热一段 时间后 测得白云石分解率为 a 设白云石 CaCO3 MgCO3同比分解 生成 VL 一氧化碳 密度为 1 25g L 已知高温下 Ca 3C CaC2 CO 2MgO 5C Mg2C3 2CO 试计算 V 为多少 L 用 a 代数式表示 请在右图中画出 V 和 a 的关系图 附加题 10 分 社会实践活动中 课外兴趣小组对某钢铁厂的铁矿石样品和钢样进行实验 分析 计 算 了解了该钢铁厂生产原料 产品的相关信息 下面请你根据他们的实验帮助计算回答 取该厂的某钢样粉末 28 36g 假设只含有 Fe 和 C 在氧气流中充分反应 将产生的气 体通入足量的澄清石灰水中 得到 3g 白色沉淀 1 计算此钢样粉末中铁和碳的质量之比 2 再取三份不同质量的钢样粉末分别加到 50g 质量分数相同的硫酸中 充分反应后 测得的实验数据如下表所示 标准状况下 2gH2的体积为 22 4L 实验序号 IIIIII 加入钢样粉末的质量 g 2 8365 6728 508 生成气体的体积 标准状况 L 1 1202 2402 800 请根据表中数据计算硫酸中 H2SO4的质量分数 3 若在实验 II 中继续加入 m g 钢样粉末 计算反应结束后剩余的固体质量为多少 用含 m 的代数式表示 参考答案 一 选择题 一 选择题 题号 12345678 答案 DCDCACACBA 题号 9101112131415 答案 DBCADBACC 二 填空题 除注明分数外其余每空二 填空题 除注明分数外其余每空 1 1 分 其他合理答案同样给分 分 其他合理答案同样给分 16 6 分 1 1Cl2 2NaClO2 2NaCl 2ClO2 2 AD CD 3 CaSO4 1 2H2O 2CaSO4 1 2H2O 3H2O 2CaSO4 2H2O 17 CO PdCl2 H2O 2HCl Pd CO2 2 分 还原 1 分 18 4 分 相对原子质量为 40 A 为钙元素 化学式为 CaCl2 2 分 19 4 分 4CuO C 2Cu2O CO2 CuO C Cu CO 2CuO C Cu2O CO 取少量还原得到的红色物质 滴加稀硫酸 溶液变蓝说明有 Cu2O 不变蓝说明没有 Cu O 20 5 分 硫酸钙微溶产生少量的硫酸根离子和钡离子生成 1 分 发生反应生成的硫酸钠溶解产生的硫酸根离子与钡离子生成 2 分 CaSO4 Na2CO3 CaCO3 Na2SO4 2 分 21 3 分 1 Cu NO3 2 分解所得 NO2 O2 系数之比为 4 1 通入水中发生反应 4NO2 O2 2H2O 4HNO3 全部吸收 2 没有这种组成 由 1 可知 只有当 NO2 O2 系数之比为 4 1 时才可能被完 全吸收 若为混合物 则不可能出现 4 1 的情况 因此不会有这种组成 22 6 分 1 Na2WO4 Na2WO4 2HCl H2WO4 2NaCl WO3 3H2 W 3H2O 2 1 4 23 He 的溶解体积小于 N2 2 分 上浮 气压下降 原